ABPLC在移动式天然气流量计量橇工程中的应用

　　1 引言

　　随着我国天然气工业的快速发展，为了满足国内天然气流量计的实流检定需求，国家石油天然气大流量计量站设计制造了1套移动式天然气流量计量橇。该计量橇填补了国内空白，是国内第一台自主设计、投资的移动式天然气计量标准装置，而且与国外移动式天然气流量标准装置相比，具有投资成本低、整套装置测量不确定度满足对天然气流量计进行实流检定的不确定度要求，可满足国内不具备天然气流量计实流检定固定站点而又需要实流检定的场所。为了提高该计量橇的自动化操作水平，降低劳动成本，选用了AB PLC作为该计量橇的数据采集和处理控制系统。

　　2 AB PLC在该移动式天然气流量计量橇工程中应用的优势

　　该移动式天然气流量计量橇工程控制点数相对较少，工况相对比较恶劣(需要满足东北、西北和南方等地区四季的工作环境条件，其工作温度为-30~50℃，并要具有较强防振动性)，同时该移动式天然气流量计量橇作为天然流量计实流检定的计量标准装置，其数据采集和处理控制系统的不确定度应能满足整套天然气计量检定系统的不确定度要求。因此其数据采集和处理控制系统的部分硬件应具有以下特殊要求：

　　(1)流量计量模块

　　流量计量模块应满足0~10kHz的频率测量，并具有累加模式，300s内脉冲数不溢出。该流量计量模块应支持AGA3、AGA7和AGA8算法，并具有在国内权威检定机构进行检定的检定报告。

　　(2)流量计算模块

　　流量计算模块应能完成压缩因子、瞬时流量和累积流量的计算以及瞬时流量和累积流量的修正。流量计算模块完成以上所有计算的计算周期不应大于50ms。具有在国内权威检定机构进行检定的检定报告。

　　(3)处理器与流量计量模块和流量计算模块的通讯，要求以处理器的扫描周期为基准，每个扫描周期都可以更新一次流量计量模块和流量计算模块的全部数据，以消除流量计量模块和流量计算模块与处理器之间的通讯延时，保证运算精度。通过对大量的PLC系统和第三方模块的调研，发现只有美国Prosoft公司开发的流量计算模块支持天然气流量计量的计算并已经取得上海计量测试技术研究院检测合格的报告，而该类流量计算模块是以A B PLC系统为平台的，同时A B PLC系统也满足以上的特殊性要求。在此选用了AB PLC的Contrologix 1756系列和以Contrologix 1756为平台的流量计算模块MVI56-AFC(Automatic FlowComputer)。MVI56-AFC模块与1756背板兼容并占用一个槽位，可以被安装在本地或远程的机架中。它与I /O模块一样可以访问处理器内存，也可以把数据传送到内存中。模块和处理器之间的数据传输是通过梯形逻辑实现的。MVI56-AFC模块作为一个强大的流量计算机模块，扩大了Contrologix 1756系列处理器的流量操作能力。MVI56-AFC模块通过支持AGA3(OrificeM e t e r i n g o f N a t u r a l G a s)、AGA7(Measurement of Gas byTurbine Meters)和AGA8(Compressibility Factorsof Natural Gas and Other Related HydrocarbonGases)等天然气计量标准来完成天然气流量的计算。